数字压力计不确定度评定研究

海南科瑞计量技术服务中心 海南 海口 570100

概述

根据JJG875-2019数字压力计检定规程要求，检定0.05级数字压力计可采用0.02级活塞式压力计当标准，对测量结果的不确定度进行评定，保证量值的传递的准确可靠。

1 测量方法

数字压力计示值误差在本室的检定通过活塞式压力计直接测得，测量时把被检表装在活塞式压力计压力接口上，通过造压机构产生标准压力值，同时读取被检压力表示值和标准压力值，被检表的示值误差根据被检表示值与标准压力值相比较而测得[1]。

2 数学模型

设标准的读数为N，被检表的读数为X，并且在实验室环境温度计为（20±2）℃条件下进行，由温度系数带来的误差可忽略不计，则被检表指示值的误差可表示为：

△——被检表指示值误差

X——被检表指示值

N——标准指示值

3 测量不确定度来源

在数字压力计的检定/校准中，影响示值测量不确定度的因素有：①示值重复性；②估读引入的不确定度；③环境温度引入的不确定度；④标准活塞压力计引入的不确定度。

估读引入的不确定度分量和示值重复性带来的不确定度在不确定度评定中取二者中的较大值进行评定。高度差引入的不确定度较小可以忽略。环境温度为21.0℃引入的不确定度可以忽略不计。由此可知检定结果的不确定度主要由示值重复性、估读、标准引入的不确定度组成[2]。

4 测量不确定度的来源和计算

0.05级（0～60）MPa分度值为0.001MPa的数字压力计，选择30MPa点进行不确定度分析

（1）u1项：该项来源可从重复性实验中算得，属A类不确定度分量。对3个测量点进行10次独立测量，测得数据如表1：

表1 重复性实验 （单位：MPa）

20MPa点：

共重复5次正反行程，计n=10，求得：

用贝塞尔公式算得单次值实验标准差s(x)：

取10次测量的平均值为测量结果：

（2）u2项：数字压力计估读引起的不确定度分量。该数字压力计的分辨率为0.001MPa，其概率分布属均匀分布，为B类不确定度，故：

重复性与估读值取大者

（3）u3项：由标准活塞压力计本身的误差引起，活塞式压力计为0.02级，活塞在30MPa点的误差为±0.006MPa，误差概率服从均匀分布，为B类不确定度，故：

5 合成不确定度

5.1 主要标准不确定度汇总

表2 不确定度汇总

5.2 合成标准不确定度计算

20MPa点：

6 扩展不确定度

当p＝95%时，可取包含因子k＝2，则：

转换成引用误差表现形式

测量结果测量不确定度为

7 结束语

通过上述对测量结果的不确定度分析，得出测量结果的不确定度，满足JJG875-2019数字压力计检定规程的要求，保证了压力量值的准确可靠。此分析方法为数字压力计的不确定度评定提供了参考，为数字压力计检定装置的建立提供保障。